用于固体废物22种元素测定的标准溶液的制备方法与流程

本发明属于化学标准样品制备领域，涉及一种用于固体废物22种元素测定的标准溶液的制备方法，尤其涉及一种含银、铝、钡、铍、钙、镉、钴、铬、铜、铁、钾、镁、锰、钠、镍、铅、锶、钛、钒、锌、铊、锑22元素的标准溶液的制备方法。

背景技术：

1、在生产建设、日常生活和其他活动产生的，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质，统称为固体废物。固体废物是环境的污染源，除了直接污染外，还经常以水、大气和土壤为媒介污染环境。为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，制定了标准hj 781-2016《固体废物22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》，标准中规定了应用电感耦合等离子体发射光谱仪测定固体废物和固体废物浸出液中银、铝、钡、铍、钙、镉、钴、铬、铜、铁、钾、镁、锰、钠、镍、铅、锶、钛、钒、锌、铊、锑22种金属元素，要求强化对危险废物污染的控制，实行从产生到最终无害化处置全过程的严格管理。

2、目前固体废物浸出液中22元素含量的测试方法主要依据hj 781-2016《固体废物22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》，但在分析测试过程中缺乏配套元素的标准溶液，无法保证测量结果的准确性和可靠性。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种含银、铝、钡、铍、钙、镉、钴、铬、铜、铁、钾、镁、锰、钠、镍、铅、锶、钛、钒、锌、铊、锑22元素的标准溶液的制备方法，根据hj781-2016《固体废物22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》中元素成分要求，筛选合适的生产原料和酸溶解工艺，可以按照不同成分配比实现标准溶液的制备，并验证了标准溶液成分的均匀性和稳定性。填补了标准hj 781-2016《固体废物22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》配套标准溶液的空白，可以提升固体废物中22种金属元素的质量控制水平，更好地指导生产生活中产生的固体废物的分类收集和保管。

2、一种用于固体废物22种元素测定的标准溶液的制备方法，该标准溶液包含银、铝、钡、铍、钙、镉、钴、铬、铜、铁、钾、镁、锰、钠、镍、铅、锶、钛、钒、锌、铊和锑元素，其制备方法包括如下步骤：

3、(1)按照成分元素设计，筛选原料，采用银、铝、铍、镉、钴、铜、铁、镁、锰、镍、铅、钒、锌、铊和锑高纯金属，以及碳酸钡、碳酸钙、重铬酸铵、硝酸钾、碳酸钠、碳酸锶和六氟钛酸铵作为原料；

4、(2)筛选高纯度原料，对22种原料测试，确定某一原料中的杂质含量是否对另外的21种元素存在干扰，并确定22种原料的纯度；

5、(3)根据混合标准溶液的浓度设计，确定各原料称样量；

6、(4)根据22元素的溶解工艺条件，设计配制方案，对22元素进行分组溶解：其中高纯金属类银、铝、镉、钴、铜、铁、镁、锰、镍、铅、钒、锌和铊分别采用硝酸溶解；高纯金属盐类碳酸钡、碳酸钙、碳酸钠和碳酸锶分别采用硝酸溶解；金属铍常规酸溶解工艺难以实现，需要借助微波消解仪单独溶解；金属锑常规酸溶解工艺难以实现，需要采用硝酸+酒石酸高温溶解；重铬酸铵采用硝酸溶解，溶解完成后加过氧化氢稳定；硝酸钾和六氟钛酸铵采用去离子水溶解；

7、(5)将步骤(4)中溶解完成的样品混合后加热稳定；反应温度为150℃～200℃，反应时间为3h～5h；反应结束，冷却后转移到容量瓶中，20℃恒温24h后定容摇匀，待测；

8、(6)采用电感耦合等离子体发射光谱仪对标准溶液中各定值元素进行均匀性检验；

9、(7)经确定步骤(6)中样品均匀后，采用电感耦合等离子体发射光谱仪对标准溶液中各定值元素进行稳定性监测。

10、步骤(2)中，采用的原料，包括金属或盐类，纯度均≥99wt.％。

11、步骤(4)中，硝酸溶解金属(除金属铍和锑外)或盐类时，添加量为每1g金属或盐类为5ml～10ml。

12、银、铝、镉、钴、铜、铁、镁、锰、镍、铅、钒、锌和铊采用硝酸溶解：加硝酸，在180℃～220℃加热溶解2h～4h。

13、碳酸钡、碳酸钙、碳酸钠、碳酸锶采用硝酸溶解：加硝酸，在180℃～220℃加热溶解0.5h～1h。

14、金属铍采用微波消解仪单独溶解：放置于微波消解罐中，每0.1g铍加入5ml～10ml硝酸，溶解程序为：从室温升温到150℃，升温时间为15min，保温时间为15min；再从150℃升温到180℃，升温时间为10min，保温时间为20min；最后，从180℃升温到200℃，升温时间为10min，保温时间为60min。

15、金属锑采用硝酸+酒石酸高温溶解：每1g锑中加入20ml去离子水，加入20ml～30ml硝酸，加入20ml～30ml饱和酒石酸溶液，反应温度在250℃～300℃，反应时间为5h～8h。

16、重铬酸铵采用硝酸溶解：每1g重铬酸铵中加入20ml去离子水，5ml～10ml硝酸，溶解，冷却后，每1g重铬酸铵中加入10ml～15ml过氧化氢稳定，加入过氧化氢可以转换价态。

17、硝酸钾、六氟钛酸铵采用去离子水溶解：每1g硝酸钾或六氟钛酸铵中加入20ml～30ml去离子水，反应温度在150℃～200℃，反应时间为1h～2h。

18、步骤(4)中，溶解金属或盐类时，采用的硝酸的质量浓度为65％-68％。

19、进一步地，可以将原料分成六组分别进行溶解：

20、第一组：包括银、铝、镉、钴、铜、铁、镁、锰、镍、铅、钒、锌和铊，分别称量到烧杯中，加硝酸，在180℃～220℃加热溶解2h～4h。每1g金属中加入硝酸5ml～10ml。

21、第二组：包括碳酸钡、碳酸钙、碳酸钠、碳酸锶，分别称量到烧杯中，加硝酸，在180℃～220℃加热溶解0.5h～1h。每1g盐类中加入硝酸5ml～10ml。

22、第三组：称量铍，放置于微波消解罐中，每0.1g铍加入5ml～10ml硝酸，溶解程序为：从室温升温到150℃，升温时间为15min，保温时间为15min；再从150℃升温到180℃，升温时间为10min，保温时间为20min；最后，从180℃升温到200℃，升温时间为10min，保温时间为60min。

23、第四组：金属锑，称量到烧杯中，依次加入去离子水、硝酸和饱和酒石酸溶液，在250℃～300℃加热溶解5h～8h。每1g锑加入20ml去离子水，20ml～30ml硝酸，20ml～30ml饱和酒石酸溶液。

24、第五组：重铬酸铵，每1g重铬酸铵中加入20ml去离子水，5ml～10ml硝酸，溶解，冷却后，每1g重铬酸铵中加入10ml～15ml过氧化氢稳定。

25、第六组：硝酸钾和六氟钛酸铵，分别称量到烧杯中，加入去离子水，在150℃～200℃加热溶解1h～2h。每1g硝酸钾或六氟钛酸铵中加入20ml～30ml去离子水。

26、步骤(5)中，溶解完成的各组分样品混合后，混合标准溶液中硝酸的浓度为8wt.％～12wt.％，优选为10wt.％。

27、步骤(6)和(7)中，采用数理统计的方法判断制备的标准溶液的均匀性和稳定性是否满足要求。

28、本发明制备的含22种元素的标准溶液中，ag、be、tl、cd、co、cr、cu、

29、ni、pb、sr、ti、v、zn、sb、al、ba、fe、mn、ca、mg、k、na元素的浓度可以分别为1.00μg/ml～1000μg/ml。

30、为满足hj 781-2016《固体废物22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》中标准溶液的使用，在本发明的实施方案中公开了两套不同浓度的标准溶液的制备方法，其他浓度的标准溶液也可以参照该方法进行制备。

31、本发明提供了一种含银、铝、钡、铍、钙、镉、钴、铬、铜、铁、钾、镁、锰、钠、镍、铅、锶、钛、钒、锌、铊、锑22元素的标准溶液的制备方法，具体包括以下制备流程：(1)按照成分元素设计，筛选合适的制备原料，一类为高纯金属，一类为高纯盐类。(2)测试应用的原料中的杂质元素，确认是否存在干扰，并确定纯度。(3)根据浓度设计，计算理论称样量，设计优化溶解工艺。(4)采用电感耦合等离子体发射光谱法对标准溶液中各定值元素进行均匀性和稳定性检验，应用数理统计的方法判断验证标准溶液的均匀性和稳定性。该方法制备流程有效可控，得到的标准样品均匀性和稳定性良好。该标准样品的使用有利于提高固体废物中化学成分检测的准确性和可靠性，也可以用于校准仪器和评价分析方法。

32、有益效果：本发明采用高纯金属或金属盐类作为原料，溶解于硝酸、过氧化氢和酒石酸的溶液中，得到混合标准溶液，并监测了标准溶液的均匀性和稳定性，成功配制了两套匹配hj 781-2016《固体废物22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》标准的溶液。本方法制备的两套标准溶液均匀性好、量值准确、稳定性好，适用于相似成分的固体废物中有关化学成分的质量监控和方法评价，解决了环境领域标准规定的固体废物控制过程中没有配套标准样品的问题。该标准样品满足《gb/t 15000标准样品工作导则》和《ys/t409有色金属产品分析用标准样品技术规范》的要求。